JP6985542B1 - Insert products and their manufacturing methods - Google Patents

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Abstract

【課題】インサート成形時に冷却パイプに生じる変形を抑制あるいはコントロールする。【解決手段】インサート製品100の製造方法であって、冷却パイプ10内に充填物40を充填する工程と、充填物40を充填した冷却パイプ10と発熱体20とをインサート成形により一体化する工程を含む。冷却パイプ10内に充填物40を充填した状態でインサート成形を行うことで、樹脂の射出圧によって冷却パイプ10に生じる変形を抑制あるいはコントロールすることができる。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress or control deformation of a cooling pipe during insert molding. SOLUTION: In the method of manufacturing an insert product 100, a step of filling a cooling pipe 10 with a filling 40 and a step of integrating a cooling pipe 10 filled with the filling 40 and a heating element 20 by insert molding. including. By performing insert molding with the filler 40 filled in the cooling pipe 10, it is possible to suppress or control the deformation of the cooling pipe 10 due to the injection pressure of the resin. [Selection diagram] Fig. 3

Description

本発明は、発熱体とそれを冷却するためのパイプを樹脂によって一体化したインサート製品と、その製造方法に関する。 The present invention relates to an insert product in which a heating element and a pipe for cooling the heating element are integrated with a resin, and a method for manufacturing the same.

従来から、バスバーなどの発熱体を冷却するための装置が知られている。例えば、特許文献1には、伝熱体の一端部をヒートシンク又はヒートパイプなどの冷却器と接続するとともに、この伝熱体の他端部を発熱体に接続した構造の冷却装置が開示されている。特許文献1に記載の冷却装置は、ボルトとナットを利用して、伝熱体に冷却器と発熱体を締結することとしている。 Conventionally, a device for cooling a heating element such as a bus bar has been known. For example, Patent Document 1 discloses a cooling device having a structure in which one end of a heat transfer body is connected to a cooler such as a heat sink or a heat pipe, and the other end of the heat transfer body is connected to a heat generating body. There is. In the cooling device described in Patent Document 1, a cooler and a heating element are fastened to the heat transfer body by using bolts and nuts.

また、特許文献2には、バスバー、コンデンサ、及びヒートシンクを樹脂でモールドした電子部品実装モジュールが開示されている(段落0040〜0042。) Further, Patent Document 2 discloses an electronic component mounting module in which a bus bar, a capacitor, and a heat sink are molded with a resin (paragraphs 0040 to 0042).

特開2015−084609号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-084609 特開2019−212747号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-21747

ところで、特許文献1に記載の冷却装置のように、発熱体、伝熱体、及び冷却器をそれぞれ別体の部品として用意しておき、それをボルトやナットの締結具によって組み立てることとすると、それらの組み立てのコストが発生するとともに、発熱体から冷却器まで熱が効率的に伝達されにくくなることから冷却効率が低下するという問題がある。このため、組み立てコストを削減したり冷却効率を向上させるために、特許文献2に記載の技術のように、バスバー(発熱体)とヒートシンク(冷却器)を樹脂でモールドすることで一体化させることも有効であると考えられる。 By the way, as in the case of the cooling device described in Patent Document 1, it is assumed that a heating element, a heat transfer element, and a cooler are prepared as separate parts and assembled by fasteners of bolts and nuts. In addition to the cost of assembling them, there is a problem that the cooling efficiency is lowered because it becomes difficult to efficiently transfer heat from the heating element to the cooler. Therefore, in order to reduce the assembly cost and improve the cooling efficiency, the bus bar (heating element) and the heat sink (cooler) are integrated by molding with a resin as in the technique described in Patent Document 2. Is also considered to be effective.

ただし、ヒートシンクは、一般的に多数のフィンを配置して表面積を拡大することによって対象物を冷却するものであることから、その形状に制限があり、また用途も空冷に制限される。他方で、冷却パイプは、空冷の他に水冷や油冷にも利用することができ、その形状もある程度に自由に変形させることが可能である。このため、ヒートシンクは、冷却パイプに比べて、冷却性能や汎用性に劣るという課題がある。 However, since the heat sink generally cools the object by arranging a large number of fins to increase the surface area, its shape is limited and its use is also limited to air cooling. On the other hand, the cooling pipe can be used not only for air cooling but also for water cooling and oil cooling, and its shape can be freely deformed to some extent. Therefore, the heat sink has a problem that the cooling performance and versatility are inferior to those of the cooling pipe.

そこで、特許文献2に記載のバスバーに代えて冷却パイプを採用し、この冷却パイプとバスバーとを樹脂でモールドするということも考えられる。しかしながら、冷却パイプとバスバーとを金型内に配置し、その金型内に高熱を帯びた樹脂を射出して冷却パイプとバスバーとを一体化させようとすると、その樹脂の射出圧によって冷却パイプが変形してしまうという新たな課題が発生する。このため、バスバーなどの発熱体と冷却パイプを樹脂によって一体化することは、従来は不可能であるとされていた。 Therefore, it is conceivable to adopt a cooling pipe instead of the bus bar described in Patent Document 2 and to mold the cooling pipe and the bus bar with a resin. However, when the cooling pipe and the bus bar are arranged in the mold and a resin with high heat is injected into the mold to integrate the cooling pipe and the bus bar, the injection pressure of the resin causes the cooling pipe to be integrated. A new problem arises in which is deformed. For this reason, it has been considered impossible in the past to integrate a heating element such as a bus bar and a cooling pipe with a resin.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、発熱体と冷却パイプとを樹脂によって一体化させたインサート製品及びその製造方法において、インサート成形時に冷却パイプに生じる変形を抑制あるいはコントロールすることを主な目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an insert product in which a heating element and a cooling pipe are integrated with a resin and a method for manufacturing the same, deformation of the cooling pipe during insert molding is suppressed or controlled. The main purpose is that.

本発明の発明者らは、上記した従来技術の課題を解決する手段について鋭意検討した結果、発熱体と冷却パイプとをインサート成形によって一体化させる際に、この冷却パイプ内に充填物を充填しておくことで、樹脂の射出圧よって生じる冷却パイプの変形を抑制あるいはコントロールできるようになるという知見を得た。そして、本発明者らは、上記知見に基づけば、従来発明の課題を解決できることに想到し、本発明を完成させた。具体的に説明すると、本発明は以下の工程又は構成を有する。 As a result of diligent studies on means for solving the above-mentioned problems of the prior art, the inventors of the present invention fill the cooling pipe with a filling material when the heating element and the cooling pipe are integrated by insert molding. It was found that the deformation of the cooling pipe caused by the injection pressure of the resin can be suppressed or controlled by keeping it. Then, the present inventors have come up with the idea that the problems of the conventional invention can be solved based on the above findings, and have completed the present invention. Specifically, the present invention has the following steps or configurations.

本発明の第1の側面は、インサート製品の製造方法に関する。本発明に係るインサート製品の製造方法は、冷却パイプ内に充填物を充填する工程と、充填物を充填した状態の冷却パイプと発熱体とをインサート成形により一体化する工程とを含む。本発明において、「充填物」は、流動性を有するものであれば、固形状(粒子状又は粉状)、ゲル状、及び液状のいずれであってもよい。また、充填物としては、固形状、ゲル状、及び液状のうちの2種以上を混合したものを用いることもできる。「冷却パイプ」は、両端が開放された筒状であるか、一端が開放され他端が閉鎖された有底筒状の部材である。冷却パイプは、空冷、水冷、及び油冷のいずれにも利用することができ、その内部に気体、液体、及び/又は油を流通させることで発熱体から熱を奪って外部へと放出する。冷却パイプの形状は特に限定されず、直線状のものや、適宜湾曲した形状のものを用いることができる。また、冷却パイプの断面形状は、円形の他、三角形、四角形、その他の多角形とすることができ、また部分的に円形と多角形とを組み合わせた断面形状とすることもできる。「発熱体」の例は、大電流を扱う電子機器(パワーモジュール等)を構成する導電性のバスバーである。ただし、発熱体は、バスバーに限定されず、冷却が必要な発熱体であればどのようなものでも採用できる。「インサート成形」(射出成形)とは、冷却パイプと発熱体が配置された金型内に溶融樹脂を射出して、その後固化させることにより、この樹脂によって冷却パイプと発熱体とを一体化させる工程を意味する。樹脂としては、絶縁性と伝熱性を有する材料を選択することが好ましい。ただし、発熱体又は冷却パイプが導電性を有するものでなければ、樹脂は絶縁性を有しなくてもよい。また、発熱体又は冷却パイプが非導電性のものであれば両者間で通電しないため、これらを密着させた状態で樹脂により一体化できる。このように発熱体と冷却パイプとが密着している場合、樹脂は伝熱性を有していなくてもよい。さらに、発熱体と冷却パイプとの間に射出樹脂の他に放熱性材料や絶縁性材料を介在させてインサート成形することもできる。 The first aspect of the present invention relates to a method for manufacturing an insert product. The method for manufacturing an insert product according to the present invention includes a step of filling a cooling pipe with a filling, and a step of integrating the cooling pipe filled with the filling and a heating element by insert molding. In the present invention, the "filler" may be solid (particulate or powdery), gel-like, or liquid as long as it has fluidity. Further, as the filling material, a mixture of two or more of solid, gel, and liquid can also be used. A "cooling pipe" is a cylindrical member with both ends open or a bottomed tubular member with one end open and the other end closed. The cooling pipe can be used for air cooling, water cooling, and oil cooling, and by circulating gas, liquid, and / or oil inside the cooling pipe, heat is taken from the heating element and released to the outside. The shape of the cooling pipe is not particularly limited, and a linear one or an appropriately curved shape can be used. Further, the cross-sectional shape of the cooling pipe may be a triangle, a quadrangle, or another polygon in addition to a circle, or may be a cross-sectional shape in which a circular shape and a polygon are partially combined. An example of a "heat generator" is a conductive bus bar that constitutes an electronic device (power module or the like) that handles a large current. However, the heating element is not limited to the bus bar, and any heating element that requires cooling can be used. "Insert molding" (injection molding) is to inject a molten resin into a mold in which a cooling pipe and a heating element are placed, and then solidify the resin to integrate the cooling pipe and the heating element with this resin. Means a process. As the resin, it is preferable to select a material having insulating properties and heat transfer properties. However, if the heating element or the cooling pipe is not conductive, the resin does not have to be insulating. Further, if the heating element or the cooling pipe is non-conductive, the two are not energized, so that they can be integrated with the resin in a state of being in close contact with each other. When the heating element and the cooling pipe are in close contact with each other in this way, the resin does not have to have heat transfer properties. Further, insert molding can be performed by interposing a heat radiating material or an insulating material in addition to the injection resin between the heating element and the cooling pipe.

上記のように、冷却パイプ内に充填物を充填した状態で、この冷却パイプと発熱体をインサート成形によって一体化することで、樹脂の射出圧によって冷却パイプが変形することを抑制できる。なお、冷却パイプの変形が許容できる場合は、充填物のサイズや、形状、量を調整することで、冷却パイプの変形量や変形の形状をコントロールすることも可能である。 As described above, by integrating the cooling pipe and the heating element by insert molding while the cooling pipe is filled with the filler, it is possible to suppress the deformation of the cooling pipe due to the injection pressure of the resin. If the deformation of the cooling pipe is acceptable, it is also possible to control the deformation amount and the deformation shape of the cooling pipe by adjusting the size, shape, and amount of the filling material.

本発明に係るインサート製品の製造方法において、充填物は、固形粒子を含むことが好ましい。例えば充填物が液状である場合、高温の樹脂を射出した場合、冷却パイプ内の充填物が気化し、その膨張圧力によって冷却パイプの出入り口に設けたキャップが外れたり、冷却パイプに却って変形が生じたりする恐れもある。この点、固形粒子であれば熱による膨張率が低いことから、冷却パイプ内に充填するのに適している。 In the method for producing an insert product according to the present invention, the filler preferably contains solid particles. For example, when the filling is liquid, when high-temperature resin is injected, the filling in the cooling pipe evaporates, and the expansion pressure causes the cap provided at the entrance and exit of the cooling pipe to come off, or the cooling pipe to be deformed. There is also a risk of it. In this respect, solid particles have a low coefficient of thermal expansion and are suitable for filling in a cooling pipe.

本発明に係るインサート製品の製造方法において、充填物は、球形状の固形粒子であることが好ましい。充填物が球形状であることで、冷却パイプの形状が複雑であっても、その内部に隙間なく充填物を充填しやすくなり、またインサート成形後に冷却パイプ内から充填物を排出しやすくなる。また、球形状の充填物は、直径の大きいものと小さいものを併用することも可能である。 In the method for producing an insert product according to the present invention, the filler is preferably spherical solid particles. Since the filling has a spherical shape, even if the shape of the cooling pipe is complicated, it becomes easy to fill the filling without gaps inside the cooling pipe, and it becomes easy to discharge the filling from the inside of the cooling pipe after insert molding. Further, as the spherical filling, one having a large diameter and one having a small diameter can be used in combination.

本発明に係るインサート製品の製造方法において、固形粒子は、セラミック製又は金属製であることが好ましい。本発明において用いられる充填物(固形粒子)には、樹脂の射出圧に耐え得る剛性が求められる。例えば固形粒子としてガラス製のものを採用すると、インサート成形時に冷却パイプ内で固形粒子が破損する恐れがある。この点、セラミック製又は金属製であれば、樹脂の射出圧に耐え得る適度な剛性を有し、またコストの面からも有利である。特に、セラミックとしてはジルコニアを採用することが好ましく、金属としてはステンレスを採用することが好ましい。 In the method for producing an insert product according to the present invention, the solid particles are preferably made of ceramic or metal. The filler (solid particles) used in the present invention is required to have rigidity that can withstand the injection pressure of the resin. For example, if glass particles are used as the solid particles, the solid particles may be damaged in the cooling pipe during insert molding. In this respect, if it is made of ceramic or metal, it has an appropriate rigidity that can withstand the injection pressure of the resin, and is also advantageous in terms of cost. In particular, it is preferable to use zirconia as the ceramic, and it is preferable to use stainless steel as the metal.

本発明に係るインサート製品の製造方法において、冷却パイプ内に充填物を充填する工程後、インサート成形によって一体化する工程の前に、冷却パイプに対して振動を与える工程をさらに含むことが好ましい。冷却パイプ内には充填物が充填されていることから、この冷却パイプに対して振動を与えることにより、この充填物が冷却パイプ内において分散され、その内部の隅々に充填物を行き渡らせることができる。 In the method for manufacturing an insert product according to the present invention, it is preferable to further include a step of applying vibration to the cooling pipe after the step of filling the cooling pipe with the filler and before the step of integrating by insert molding. Since the cooling pipe is filled with a filling material, by applying vibration to the cooling pipe, the filling material is dispersed in the cooling pipe and the filling material is distributed to every corner of the inside. Can be done.

本発明の第2の側面は、インサート製品に関する。本発明に係るインサート製品は、冷却パイプと、発熱体と、これらの冷却パイプ及び発熱体とを一体的に結合する樹脂を有する。従来、冷却パイプと発熱体とをインサート成形によって一体化することは、冷却パイプに変形が生じる関係上不可能であるとされていたが、本発明によれば、前述のとおり、冷却パイプと発熱体とを樹脂によって一体的に結合したインサート製品を容易に製造できる。 A second aspect of the present invention relates to an insert product. The insert product according to the present invention has a cooling pipe, a heating element, and a resin that integrally binds the cooling pipe and the heating element. Conventionally, it has been considered impossible to integrate a cooling pipe and a heating element by insert molding because the cooling pipe is deformed. However, according to the present invention, as described above, the cooling pipe and the heating element generate heat. An insert product in which the body and the body are integrally bonded with a resin can be easily manufactured.

本発明に係るインサート製品において、冷却パイプの外壁面には複数の凹部が形成されており、この凹部内には樹脂が密着していることが好ましい。本発明においては、冷却パイプ内に充填物を充填した状態でインサート成形を行うことが推奨されるが、充填物として固形粒子を用いた場合、樹脂の射出圧により、冷却パイプの外周面にはその固形粒子の隙間に沿って凹部が形成される。このように許容可能な範囲で凹部を形成することで、冷却パイプの外周面の表面積が増加して、冷却効率向上が期待される。また、この凹部は、樹脂の射出圧によって形成されるものであるため、この凹部内には樹脂が密着することとなる。このように凹部に樹脂を密着させることによっても冷却パイプによる冷却効率を向上させることができる。 In the insert product according to the present invention, it is preferable that a plurality of recesses are formed on the outer wall surface of the cooling pipe, and the resin is in close contact with the recesses. In the present invention, it is recommended to perform insert molding in a state where the cooling pipe is filled with a filler, but when solid particles are used as the filler, the injection pressure of the resin causes the outer peripheral surface of the cooling pipe to be subjected to insert molding. Recesses are formed along the gaps between the solid particles. By forming the recesses within an acceptable range in this way, the surface area of the outer peripheral surface of the cooling pipe is increased, and it is expected that the cooling efficiency will be improved. Further, since this recess is formed by the injection pressure of the resin, the resin is in close contact with the recess. The cooling efficiency of the cooling pipe can also be improved by bringing the resin into close contact with the recess in this way.

本発明によれば、発熱体と冷却パイプとを樹脂によって一体化させたインサート製品を提供することができる。また、本発明によれば、インサート成形時に冷却パイプに生じる変形を抑制あるいはコントロールすることができる。 According to the present invention, it is possible to provide an insert product in which a heating element and a cooling pipe are integrated with a resin. Further, according to the present invention, it is possible to suppress or control the deformation of the cooling pipe during insert molding.

図1は、本発明の第1の実施形態に係るインサート製品を模式的に示した平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing an insert product according to the first embodiment of the present invention. 図2は、図1に示したII−II線における断面構造に示している。FIG. 2 shows the cross-sectional structure of the line II-II shown in FIG. 図3は、インサート製品の製造方法の一例を示している。FIG. 3 shows an example of a method for manufacturing an insert product. 図4は、樹脂の射出圧によって冷却パイプが変形した状態を模式的に示している。FIG. 4 schematically shows a state in which the cooling pipe is deformed by the injection pressure of the resin. 図5は、本発明の第2の実施形態に係るインサート製品の断面構造を示している。FIG. 5 shows a cross-sectional structure of an insert product according to a second embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第3の実施形態に係るインサート製品の断面構造を示している。FIG. 6 shows a cross-sectional structure of an insert product according to a third embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第4の実施形態に係るインサート製品の平面図とその断面構造を示している。FIG. 7 shows a plan view and a cross-sectional structure of the insert product according to the fourth embodiment of the present invention.

以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the forms described below, and includes those appropriately modified from the following forms to the extent apparent to those skilled in the art.

本発明は、インサート製品とその製造方法に関する。図1及び図2は、本発明の第1の実施形態に係るインサート製品100を示している。これらの図に示されるように、インサート製品100は、基本的に、冷却パイプ10と、発熱体20と、樹脂層30を含んで構成されている。すなわち、本発明に係るインサート製品100は、発熱体20と、それを冷却するための冷却パイプ10とを、樹脂層30によって一体的化したものである。 The present invention relates to an insert product and a method for manufacturing the same. 1 and 2 show the insert product 100 according to the first embodiment of the present invention. As shown in these figures, the insert product 100 is basically composed of a cooling pipe 10, a heating element 20, and a resin layer 30. That is, in the insert product 100 according to the present invention, the heating element 20 and the cooling pipe 10 for cooling the heating element 20 are integrated by the resin layer 30.

インサート製品100の例は、パワーモジュール、インバータ、コンバータ、モータ、若しくはリチウムイオン電池などの電子機器、又はその周辺機器ある。ただし、本発明に係るインサート製品の適用例はここに挙げたものに限られず、その他、発熱体20を有し、その熱を効果的に冷却することを目的とした物全般を対象とすることができる。 Examples of the insert product 100 are electronic devices such as power modules, inverters, converters, motors, or lithium-ion batteries, or peripheral devices thereof. However, the application examples of the insert product according to the present invention are not limited to those listed here, and other products having a heating element 20 and aiming to effectively cool the heat thereof are targeted. Can be done.

冷却パイプ10は、樹脂層30の中に埋設される筒状又は有底筒状の部材である。本実施形態では、冷却パイプ10としては、両端が開放された筒状(無底)のものが採用されている。冷却パイプ10内には、気体、水又は油といった熱媒体を注入して循環させることで発熱体20から熱を奪う。冷却パイプ10は、伝熱性を有するものであれば、公知の金属製又は樹脂製のものを用いることができる。また、図1及び図2に示した実施形態において、冷却パイプ10は、断面円形(正円形)のものが採用されている。ただし、冷却パイプ10の断面形状はこれに限定されず、楕円形、三角形、四角形、その他多角形とすることもできる。本実施形態において、冷却パイプ10は、蛇行するように湾曲した形状に成型されている。このように冷却パイプ10を複数の折り返し点を持つように湾曲した形状とすることで、インサート製品100内に冷却パイプ10をコンパクトに収めることができる。 The cooling pipe 10 is a tubular or bottomed tubular member embedded in the resin layer 30. In the present embodiment, as the cooling pipe 10, a cylindrical (bottomless) one having both ends open is adopted. Heat is taken from the heating element 20 by injecting a heat medium such as gas, water or oil into the cooling pipe 10 and circulating the heat medium. As the cooling pipe 10, a known metal or resin can be used as long as it has heat transfer properties. Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the cooling pipe 10 has a circular cross section (regular circular shape). However, the cross-sectional shape of the cooling pipe 10 is not limited to this, and may be an ellipse, a triangle, a quadrangle, or another polygon. In the present embodiment, the cooling pipe 10 is molded into a meandering curved shape. By forming the cooling pipe 10 in a curved shape so as to have a plurality of folding points in this way, the cooling pipe 10 can be compactly housed in the insert product 100.

また、冷却パイプ10は、樹脂層30内に埋め込まれた埋設部11と、この樹脂層30に埋め込まれていない延出部12とを有している。本実施形態では、冷却パイプ10の両方の端部が延出部12となっており、それ以外の部分が埋設部11となっている。このため、冷却パイプ10の一方の端部から熱媒体を注入し、他方から排出できる。また、詳しくは後述するが、冷却パイプ10の一部を樹脂層30の外に延出させておくことで、この延出部12を金型によって保持した状態で、インサート成形を行うことができる。 Further, the cooling pipe 10 has a buried portion 11 embedded in the resin layer 30 and an extended portion 12 not embedded in the resin layer 30. In the present embodiment, both ends of the cooling pipe 10 are extended portions 12, and the other portions are buried portions 11. Therefore, the heat medium can be injected from one end of the cooling pipe 10 and discharged from the other end. Further, as will be described in detail later, by extending a part of the cooling pipe 10 to the outside of the resin layer 30, insert molding can be performed while the extending portion 12 is held by the mold. ..

発熱体20は、冷却パイプ10とともに樹脂層30内に埋設される。本実施形態では、発熱体20は、板状の部材が用いられているが、その形状は特に限定されない。発熱体20の例は、導電性を有するバスバーなどの電極である。発熱体20に通電することによって生じた熱を、冷却パイプ10によって放熱することができる。このため、発熱体20は、導電性を持つ金属材料で形成されていることが好ましい。また、図2に示されるように、本実施形態において、発熱体20は、効率的に放熱を行うという観点から、一方の片面が樹脂層30から露出し、もう一方の片面が樹脂層30によって被覆されるようにして樹脂層30内に埋設されてる。ただし、発熱体20の両面を樹脂層30によって被覆することも可能である。 The heating element 20 is embedded in the resin layer 30 together with the cooling pipe 10. In the present embodiment, the heating element 20 uses a plate-shaped member, but the shape thereof is not particularly limited. An example of the heating element 20 is an electrode such as a bus bar having conductivity. The heat generated by energizing the heating element 20 can be dissipated by the cooling pipe 10. Therefore, the heating element 20 is preferably made of a conductive metal material. Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, from the viewpoint of efficiently dissipating heat, one side of the heating element 20 is exposed from the resin layer 30, and the other side is exposed by the resin layer 30. It is embedded in the resin layer 30 so as to be covered. However, it is also possible to cover both sides of the heating element 20 with the resin layer 30.

また、発熱体20も、樹脂層30内に埋め込まれた埋設部21と、この樹脂層30に埋め込まれていない延出部22とを有している。さらに、本実施形態では、発熱体20の延出部22に開口部23が形成されている。発熱体20の延出部22は、発熱体20に通電させるための端子として利用できる。また、発熱体20の一部を樹脂層30の外に延出させておくことで、この延出部22を金型によって保持した状態で、インサート成形を行うことが可能となる。 Further, the heating element 20 also has a buried portion 21 embedded in the resin layer 30 and an extended portion 22 not embedded in the resin layer 30. Further, in the present embodiment, an opening 23 is formed in the extending portion 22 of the heating element 20. The extending portion 22 of the heating element 20 can be used as a terminal for energizing the heating element 20. Further, by extending a part of the heating element 20 to the outside of the resin layer 30, insert molding can be performed while the extending portion 22 is held by the mold.

さらに、発熱体20は、図2に示されるように、一又は複数箇所に孔部24を有することが好ましい。すなわち、本実施形態では、前述のように、発熱体20の片面が樹脂層30から露出することから、発熱体20と樹脂層30との結着強度が弱まる懸念がある。また、本実施形態では、冷却パイプ10と発熱体20との間に空隙が設けられいてるが、この空隙の内部に溶融樹脂を適切に侵入させることが難しいという課題もある。そこで、発熱体20に孔部24を形成して、この孔部24を通じて溶融樹脂を侵入させることで、冷却パイプ10と発熱体20の間の空隙に適切に樹脂を充填するとともに、発熱体20と樹脂層30の結着強度を向上させている。なお、発熱体20と樹脂層30の結着強度を向上させるという観点においては、孔部24に代えて、発熱体20の樹脂層30側の面に凹部(不図示)を形成し、この凹部内に樹脂層30を密着させるという構成を採用することもできる。また、孔部24と凹部は併用することも可能である。 Further, as shown in FIG. 2, the heating element 20 preferably has holes 24 at one or a plurality of locations. That is, in the present embodiment, as described above, since one side of the heating element 20 is exposed from the resin layer 30, there is a concern that the binding strength between the heating element 20 and the resin layer 30 may be weakened. Further, in the present embodiment, a gap is provided between the cooling pipe 10 and the heating element 20, but there is also a problem that it is difficult to appropriately penetrate the molten resin into the gap. Therefore, by forming a hole 24 in the heating element 20 and allowing the molten resin to penetrate through the hole 24, the gap between the cooling pipe 10 and the heating element 20 is appropriately filled with the resin, and the heating element 20 is formed. And the binding strength of the resin layer 30 is improved. From the viewpoint of improving the binding strength between the heating element 20 and the resin layer 30, a recess (not shown) is formed on the surface of the heating element 20 on the resin layer 30 side instead of the hole 24, and the recess is formed. It is also possible to adopt a configuration in which the resin layer 30 is brought into close contact with the inside. Further, the hole portion 24 and the recessed portion can be used together.

樹脂層30は、冷却パイプ10と発熱体20とを一体化させるための結合材料である。樹脂層30は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂のいずれであってもよいが、インサート成形時の利便性を考慮すると、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂の例は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びABS樹脂である。また、熱硬化性樹脂の例は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル、及びジアリルフタレートである。ただし、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂については、ここに挙げたものに限定されず、その他公知の樹脂を用いることができる。 The resin layer 30 is a bonding material for integrating the cooling pipe 10 and the heating element 20. The resin layer 30 may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin, but it is preferable to use a thermoplastic resin in consideration of convenience at the time of insert molding. Examples of thermoplastic resins are PBT (polybutylene terephthalate), PPS (polyphenylene terephthalate), polyethylene terephthalate (PET), nylon, polypropylene, polyethylene, and ABS resins. Examples of thermosetting resins are phenolic resins, epoxy resins, melamine resins, polyesters, and diallyl phthalates. However, the thermoplastic resin and the thermosetting resin are not limited to those listed here, and other known resins can be used.

また、樹脂層30としては、伝熱性と絶縁性を有する樹脂を採用することが好ましい。樹脂層30が伝熱性を有することより、発熱体20から冷却パイプ10への熱伝導効率を高めることができる。また、樹脂層30が伝熱性を有することで、発熱体20から樹脂層30を経由して放熱されることにもなるため、インサート製品100全体の冷却効果を高めることができる。また、樹脂層30が絶縁性を有することで、冷却パイプ10と発熱体20とが共に導電性材料で形成されている場合でも、両者間を樹脂層30によって絶縁することができる。ただし、例えば冷却パイプ10と発熱体20と直接密着させる場合には、樹脂層30は必ずしも伝熱性材料とする必要はない。また、例えば冷却パイプ10と発熱体20のいずれかが非導電性材料で構成されてている場合、樹脂層30は必ずしも絶縁性材料とする必要はない。 Further, as the resin layer 30, it is preferable to use a resin having heat transfer property and insulating property. Since the resin layer 30 has heat transfer properties, the heat conduction efficiency from the heating element 20 to the cooling pipe 10 can be improved. Further, since the resin layer 30 has heat transfer properties, heat is dissipated from the heating element 20 via the resin layer 30, so that the cooling effect of the entire insert product 100 can be enhanced. Further, since the resin layer 30 has an insulating property, even when the cooling pipe 10 and the heating element 20 are both formed of a conductive material, the resin layer 30 can insulate between them. However, for example, when the cooling pipe 10 and the heating element 20 are in direct contact with each other, the resin layer 30 does not necessarily have to be a heat transfer material. Further, for example, when either the cooling pipe 10 or the heating element 20 is made of a non-conductive material, the resin layer 30 does not necessarily have to be an insulating material.

続いて、図3を参照して、上記したインサート製品100の製造方法について説明する。まず、本発明に係る製造方法では、図3(a)に示されるように、冷却パイプ10内に充填物40を充填する。本実施形態において、充填物40としては、球形状の固形粒子が用いられている。この充填物40(固形粒子)は、冷却パイプ10内の空洞を満たすことができる程度に十分な量が用意される。 Subsequently, a method for manufacturing the above-mentioned insert product 100 will be described with reference to FIG. First, in the manufacturing method according to the present invention, as shown in FIG. 3A, the cooling pipe 10 is filled with the filler 40. In the present embodiment, spherical solid particles are used as the filler 40. The filling 40 (solid particles) is prepared in an amount sufficient to fill the cavity in the cooling pipe 10.

充填物40としては、セラミック製又は金属製の固形粒子を用いることが好ましい。セラミック製の充填物40としては、ジルコニア、アルミナ、及び窒化珪素などの素材を用いることが好ましく、これらは単独で用いてもよいし、用途に応じて適宜複合して用いてもよい。これらのセラミック素材の中でもジルコニアは特に強度に優れているため、充填物40の主成分はジルコニアであることが好ましい。特に、充填物40は、好適な強度を得る観点から、ジルコニアの比率が全成分の90重量%以上であることが特に好ましい。また、金属製の充填物40としては、ステンレス、チタン、アルミニウム、マグネシウム、鉄、鋼、銅、鉛、及び亜鉛などの素材を用いることが好ましい。これらの金属素材の中でもステンレスは特に強度に優れているため、充填物40を金属製とする場合はステンレスを採用することが好ましい。また、複数の充填物40は、必ずしも一種材料によって構成されている必要はなく、前述したセラミック素材及び金属素材の中から選ばれた素材の充填物40を適宜混合して用いることも可能である。 As the filler 40, it is preferable to use solid particles made of ceramic or metal. As the ceramic filler 40, materials such as zirconia, alumina, and silicon nitride are preferably used, and these may be used alone or in combination as appropriate depending on the intended use. Among these ceramic materials, zirconia is particularly excellent in strength, so that the main component of the filler 40 is preferably zirconia. In particular, it is particularly preferable that the filling 40 has a zirconia ratio of 90% by weight or more of all the components from the viewpoint of obtaining suitable strength. Further, as the metal filling 40, it is preferable to use materials such as stainless steel, titanium, aluminum, magnesium, iron, steel, copper, lead, and zinc. Among these metal materials, stainless steel is particularly excellent in strength, so when the filler 40 is made of metal, it is preferable to use stainless steel. Further, the plurality of fillers 40 do not necessarily have to be composed of one kind of material, and the fillers 40 made of a material selected from the above-mentioned ceramic material and metal material can be appropriately mixed and used. ..

また、充填物40が球形状の固形粒子である場合、その直径は0.5mm以上1.0mm以下であることが好ましく、0.6〜0.9mm又は0.7〜0.8mmであることが特に好ましい。固形粒子の直径が0.5mm未満であると、固形粒子を形成する素材によっては静電気によって互いに解離しにくくなるなど、取り扱いが困難になることが懸念される。他方で、固形粒子の直径が1.0mmを超えると、冷却パイプ10内に充填された固形粒子同士の間の隙間が大きくなり、冷却パイプ10の変形抑制効果が薄れる懸念がある。このため、固形粒子の直径は上記範囲とすることが適正である。なお、本発明では、多数の固形粒子が用いられるが、このような固形粒子群は、それらの平均粒子径が上記範囲に収まっていればよい。なお、「平均粒子径」とは、粒子径分布における最頻度粒子径であるモード径を意味する。粒子径分布は、例えば、画像解析法、コールター法、篩い分け法、遠心沈降法又はレーザー回折散乱法により測定することができる。これらのうち、本願明細書において、粒子径分布は、JISZ8827-1:2018「粒子径解析−画像解析法−第1部:静的画像解析法」に従って測定される。 When the filler 40 is a spherical solid particle, its diameter is preferably 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and is 0.6 to 0.9 mm or 0.7 to 0.8 mm. Is particularly preferable. If the diameter of the solid particles is less than 0.5 mm, it may be difficult to handle the solid particles, for example, depending on the material forming the solid particles, it may be difficult to dissociate from each other due to static electricity. On the other hand, if the diameter of the solid particles exceeds 1.0 mm, the gap between the solid particles filled in the cooling pipe 10 becomes large, and there is a concern that the deformation suppressing effect of the cooling pipe 10 is diminished. Therefore, it is appropriate that the diameter of the solid particles is in the above range. In the present invention, a large number of solid particles are used, and it is sufficient that the average particle diameter of such solid particles is within the above range. The "average particle size" means a mode diameter which is the most frequent particle size in the particle size distribution. The particle size distribution can be measured by, for example, an image analysis method, a Coulter method, a sieving method, a centrifugal sedimentation method, or a laser diffraction / scattering method. Of these, in the present specification, the particle size distribution is measured according to JIS Z8827-1: 2018 "Particle size analysis-image analysis method-Part 1: static image analysis method".

なお、充填物40が球形状の固形粒子である場合、各粒子の直径を統一することもできるし、様々な直径の固形粒子を混在させることもできる。また、充填物40としては、球形状の固形粒子と非球形状の固形粒子を混合して用いることもできる。さらに、充填物40としては、固形粒子とともに、液状及び/又はゲル状の流動体を冷却パイプ10内に充填することも可能である。 When the packing 40 is a spherical solid particle, the diameter of each particle can be unified, or solid particles having various diameters can be mixed. Further, as the packing 40, spherical solid particles and non-spherical solid particles can be mixed and used. Further, as the filling 40, it is also possible to fill the cooling pipe 10 with a liquid and / or gel-like fluid together with the solid particles.

また、冷却パイプ10内に充填物40を充填した後、充填物40が冷却パイプ10内に隙間なく十分に充填されるように、この冷却パイプ10に振動を与えることが好ましい。冷却パイプ10に振動を付与する工程は、公知のバイブレータを用いることができる。さらに、充填物40が十分に冷却パイプ10内に充填されたかどうかを確認することが好ましい。具体的には、ある冷却パイプ10に対して十分に充填物40が充填された状態のサンプルを作り、このサンプルの重量を予め測定することで、所定の重量の閾値を設定しておく。そして、次に別の冷却パイプ10に対して充填物40を充填する際には、その充填後の冷却パイプ10の重量を測定し、その重量が前記のようにして設定した閾値に達しているかどうかを確認すればよい。具体的には、充填物40を充填した後に冷却パイプ10の重量は、1g単位で管理することが好ましい。 Further, after filling the cooling pipe 10 with the filling 40, it is preferable to give vibration to the cooling pipe 10 so that the filling 40 is sufficiently filled in the cooling pipe 10 without any gaps. A known vibrator can be used in the step of applying vibration to the cooling pipe 10. Further, it is preferable to check whether the filling 40 is sufficiently filled in the cooling pipe 10. Specifically, a sample in a state in which the filling 40 is sufficiently filled in a certain cooling pipe 10 is prepared, and the weight of this sample is measured in advance to set a predetermined weight threshold value. Then, when the filling 40 is filled into another cooling pipe 10, the weight of the cooling pipe 10 after filling is measured, and whether the weight reaches the threshold value set as described above. Just check. Specifically, it is preferable to control the weight of the cooling pipe 10 in units of 1 g after filling the filler 40.

次に、図3(b)に示されるように、充填物40が充填された冷却パイプ10の開口端をキャップ230によって一時的に封緘する。また、第1の金型210と第2の金型220によって形成されたキャビティ(空洞)の内部に、冷却パイプ10の一部と発熱体20とを配置する。このとき、冷却パイプ10については、その端部とキャップ230とを両金型210,220の外に配置する。また、冷却パイプ10の一部を金型210,220によって挟み込むようにして、キャビティ内において、冷却パイプ10が金型210,220に接触しないように保持するとよい。他方で、発熱体20については、その片面が第2の金型220に接するようにキャビティ内に配置される。なお、発熱体20は、その延出部22(図1参照)が両金型210,220に挟み込まれるようにして固定されている。 Next, as shown in FIG. 3B, the open end of the cooling pipe 10 filled with the filling 40 is temporarily sealed by the cap 230. Further, a part of the cooling pipe 10 and the heating element 20 are arranged inside the cavity formed by the first mold 210 and the second mold 220. At this time, regarding the cooling pipe 10, the end portion thereof and the cap 230 are arranged outside both the molds 210 and 220. Further, it is preferable to hold a part of the cooling pipe 10 by the molds 210 and 220 so that the cooling pipe 10 does not come into contact with the molds 210 and 220 in the cavity. On the other hand, the heating element 20 is arranged in the cavity so that one side thereof is in contact with the second mold 220. The heating element 20 is fixed so that its extending portion 22 (see FIG. 1) is sandwiched between both molds 210 and 220.

本実施形態においては、図3(b)に示されるように、2つの金型210,220によって形成されたキャビティ内において、冷却パイプ10と発熱体20は非接触状態で保持される。そして、後述のように、冷却パイプ10と発熱体20の間には絶縁性を有する溶融樹脂が充填される。これにより、冷却パイプ10と発熱体20とが導電性材料で形成されている場合であっても、両者の絶縁状態を維持できる。 In this embodiment, as shown in FIG. 3B, the cooling pipe 10 and the heating element 20 are held in a non-contact state in the cavity formed by the two molds 210 and 220. Then, as will be described later, a molten resin having an insulating property is filled between the cooling pipe 10 and the heating element 20. As a result, even when the cooling pipe 10 and the heating element 20 are made of a conductive material, the insulating state of both can be maintained.

次に、図3(c)に示されるように、第1の金型210に形成されたゲート211を介して、樹脂層30を形成するための溶融樹脂をキャビティ内に射出する。なお、溶融樹脂としては、一般的に熱可塑性樹脂が用いられる。この場合、キャビティ内に射出される溶融樹脂は高温状態となっている。このようにして、キャビティ内に溶融樹脂を射出することで、冷却パイプ10と発熱体20の周囲とそれらの間に樹脂が充填される。この射出工程においては、高熱を帯びた樹脂の射出圧によって冷却パイプ10の変形が懸念されるが、本発明においては、冷却パイプ10内に十分に充填物40が充填されていることから、冷却パイプ10の変形は最低限に抑制される。あるいは、冷却パイプ10の変形量を許容範囲内にコントロールすることができる。その後、キャビティ内において溶融樹脂を固化させる。樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、溶融樹脂を金型内において冷却すればよい。なお、樹脂として熱硬化性樹脂を用いた場合には、溶融樹脂を金型内において加熱すればよい。 Next, as shown in FIG. 3C, the molten resin for forming the resin layer 30 is injected into the cavity through the gate 211 formed in the first mold 210. As the molten resin, a thermoplastic resin is generally used. In this case, the molten resin injected into the cavity is in a high temperature state. By injecting the molten resin into the cavity in this way, the resin is filled around the cooling pipe 10 and the heating element 20 and between them. In this injection step, there is a concern that the cooling pipe 10 may be deformed due to the injection pressure of the resin with high heat. However, in the present invention, the cooling pipe 10 is sufficiently filled with the filler 40 for cooling. Deformation of the pipe 10 is suppressed to a minimum. Alternatively, the amount of deformation of the cooling pipe 10 can be controlled within an allowable range. Then, the molten resin is solidified in the cavity. When a thermoplastic resin is used as the resin, the molten resin may be cooled in the mold. When a thermosetting resin is used as the resin, the molten resin may be heated in the mold.

次に、図3(d)に示されるように、樹脂を固化させることによって樹脂層30が形成される。これより、この樹脂層30によって冷却パイプ10と発熱体20とが一体化されたインサート製品100が得られる。なお、樹脂が固化した後、第1の金型210、第2の金型220、及びキャップ230は適宜取り外される。また、充填物40は、冷却パイプ10内から回収することが可能である。充填物40ついては、破損等が生じていない限り、基本的には回収して再利用することができる。また、冷却パイプ10内から取り出した充填物40には異物が付着又は混入していることがあるため、充填物40を再利用する際には、このような異物を除去することが好ましい。 Next, as shown in FIG. 3D, the resin layer 30 is formed by solidifying the resin. As a result, the insert product 100 in which the cooling pipe 10 and the heating element 20 are integrated is obtained by the resin layer 30. After the resin has solidified, the first mold 210, the second mold 220, and the cap 230 are appropriately removed. Further, the filling 40 can be recovered from the inside of the cooling pipe 10. The filler 40 can basically be recovered and reused as long as it is not damaged or the like. Further, since foreign matter may be attached or mixed in the filling material 40 taken out from the cooling pipe 10, it is preferable to remove such foreign matter when the filling material 40 is reused.

続いて、図4を参照して、上記工程により得られたインサート製品100内の冷却パイプ10の特徴について説明する。図4は、インサート製品100内の冷却パイプ10を模式的に示した拡大図である。また、図4では、インサート成形時に冷却パイプ10内に充填されていた充填物40の一部を点線で示している。図4に示されるように、冷却パイプ10に対しては、インサート成形時に樹脂の射出圧によって、外から内に向かって(矢印の方向に向かって)大きな圧力がかかる。このとき、冷却パイプ10内には充填物40が充填されていることから、この射出圧に内部から対抗しうる。ただし、充填物40は、例えば球形状の固形粒子であることから、固形粒子の間にはある程度の隙間が生じることとなる。このとき、冷却パイプ10に対して射出圧が加わると、この充填物40の間の隙間に沿って、冷却パイプ10の外壁面が多少変形し、この外壁面には複数の凹部13が形成され得る。このように、本発明においては、冷却パイプ10にある程度の変形が生じることは許容される。 Subsequently, with reference to FIG. 4, the characteristics of the cooling pipe 10 in the insert product 100 obtained by the above step will be described. FIG. 4 is an enlarged view schematically showing the cooling pipe 10 in the insert product 100. Further, in FIG. 4, a part of the filler 40 filled in the cooling pipe 10 at the time of insert molding is shown by a dotted line. As shown in FIG. 4, a large pressure is applied to the cooling pipe 10 from the outside to the inside (in the direction of the arrow) due to the injection pressure of the resin during insert molding. At this time, since the filling 40 is filled in the cooling pipe 10, the injection pressure can be countered from the inside. However, since the filler 40 is, for example, spherical solid particles, some gaps are formed between the solid particles. At this time, when an injection pressure is applied to the cooling pipe 10, the outer wall surface of the cooling pipe 10 is slightly deformed along the gap between the fillings 40, and a plurality of recesses 13 are formed on the outer wall surface. obtain. As described above, in the present invention, it is permissible for the cooling pipe 10 to be deformed to some extent.

なお、冷却パイプ10の外壁面に複数の凹部13を形成することにより、その表面積が向上するため、冷却パイプ10による冷却効率が高まるというメリットもある。特に、この凹部13は、樹脂の射出圧によって形成されたものであることから、この凹部13内には樹脂が密着しており、凹部13と樹脂の間に空隙はほぼ存在しない。このため、冷却パイプ10と樹脂層30との間で効率的に熱を伝達することができる。そこで、例えば冷却パイプ10内に敢えて多少大径の充填物40を充填して、冷却パイプ10の表面に意図的に樹脂の密着した凹部13を形成するということも可能である。このように、冷却パイプ10内に充填する充填物40の量や、サイズ、形状を調整することで、冷却パイプ10の変形量をコントロールすることができる。 By forming the plurality of recesses 13 on the outer wall surface of the cooling pipe 10, the surface area thereof is improved, so that there is an advantage that the cooling efficiency of the cooling pipe 10 is improved. In particular, since the recess 13 is formed by the injection pressure of the resin, the resin is in close contact with the recess 13, and there is almost no void between the recess 13 and the resin. Therefore, heat can be efficiently transferred between the cooling pipe 10 and the resin layer 30. Therefore, for example, it is possible to intentionally fill the cooling pipe 10 with a filler 40 having a slightly larger diameter to intentionally form a recess 13 in which the resin is closely adhered to the surface of the cooling pipe 10. In this way, the amount of deformation of the cooling pipe 10 can be controlled by adjusting the amount, size, and shape of the filling 40 to be filled in the cooling pipe 10.

続いて、図5から図7を参照して、本発明の別の実施形態について説明する。別の実施形態については、前述した第1の実施形態と同じ構成については同じ符号を付することによって説明を割愛し、第1の実施形態と異なる構造を中心に説明を行う。 Subsequently, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7. Regarding another embodiment, the same components as those of the first embodiment described above will be omitted from the description by giving the same reference numerals, and the description will be centered on a structure different from that of the first embodiment.

図5は、本発明の第2の実施形態に係るインサート製品100の断面構造を示している。第2の実施形態では、上記した第1の実施形態とは異なり、冷却パイプ10の表面に絶縁膜14を形成している。絶縁膜14としては、例えばアルマイト処理等を用いて酸化被膜を形成することによって絶縁性を付与することができる。その他、例えばPVC(塩ビ)、フッ素(ETFE)、ポリエチレン、ナイロン、又はエポキシ樹脂等の絶縁性材料を、冷却パイプ10の表面にコーティングすることにより、絶縁膜14を形成することも可能である。このように、冷却パイプ10の表面に絶縁膜14を形成することで、冷却パイプ10と発熱体20が共に導電性を有する場合であっても、両者の間隔を近づける、あるいは両者を接触させて配置することが可能である。このように、冷却パイプ10と発熱体20の間隔を近づけることで放熱効果を向上させることができる。特に、絶縁膜14の形成により、kV単位で絶縁担保できる場合、冷却パイプ10と発熱体20を接触させることも可能となる。 FIG. 5 shows a cross-sectional structure of the insert product 100 according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, unlike the first embodiment described above, the insulating film 14 is formed on the surface of the cooling pipe 10. As the insulating film 14, the insulating film can be imparted by forming an oxide film by using, for example, anodizing. In addition, it is also possible to form the insulating film 14 by coating the surface of the cooling pipe 10 with an insulating material such as PVC (vinyl chloride), fluorine (ETFE), polyethylene, nylon, or epoxy resin. By forming the insulating film 14 on the surface of the cooling pipe 10 in this way, even if the cooling pipe 10 and the heating element 20 both have conductivity, the distance between them is brought close to each other or they are brought into contact with each other. It is possible to place it. In this way, the heat dissipation effect can be improved by bringing the cooling pipe 10 and the heating element 20 closer to each other. In particular, if the insulating film 14 can be formed to ensure insulation in kV units, the cooling pipe 10 and the heating element 20 can be brought into contact with each other.

図6は、本発明の第3の実施形態に係るインサート製品100の断面構造を示している。第3の実施形態では、上記した第1の実施形態とは異なり、冷却パイプ10と発熱体20との間に伝熱性のスペーサ50が介在している。スペーサ50は、伝熱性を持つ樹脂材料で形成することができる。また、特に、冷却パイプ10と発熱体20が共に導電性である場合、スペーサ50は伝熱性と絶縁性を有することが好ましい。スペーサ50は、冷却パイプ10と発熱体20と共に金型内に配置し、溶融樹脂を射出してインサート成形を行うことで、これらと一体化すればよい。このように、冷却パイプ10と発熱体20との間に伝熱性のスペーサ50を配置することで、例えば樹脂層30を形成する樹脂が伝熱性を有しないものであっても、冷却パイプ10によって発熱体20が持つ熱を放熱することができる。これにより、樹脂層30を形成する素材の選択の幅が広がる。また、例えば図3(b)及び(c)を参照して説明したように、一般的には、金型210,220のキャビティ内において、冷却パイプ10と発熱体20の間の空隙を維持することが好ましいが、スペーサ50を用いることで、この空隙に代えて、冷却パイプ10と発熱体20の間にスペーサ50を配置することができるようになる。冷却パイプ10と発熱体20の間の空隙を維持する場合、その空隙に溶融樹脂が上手く充填されていないと不良品が発生するといった問題も発生し得るが、スペーサ50を用いることでこのような不良品の発生を抑制できる。 FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the insert product 100 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, unlike the first embodiment described above, the heat transfer spacer 50 is interposed between the cooling pipe 10 and the heating element 20. The spacer 50 can be formed of a heat-conducting resin material. Further, in particular, when both the cooling pipe 10 and the heating element 20 are conductive, it is preferable that the spacer 50 has heat transfer property and insulating property. The spacer 50 may be integrated with the cooling pipe 10 and the heating element 20 by arranging the spacer 50 in the mold and injecting the molten resin to perform insert molding. By arranging the heat-conducting spacer 50 between the cooling pipe 10 and the heating element 20 in this way, for example, even if the resin forming the resin layer 30 does not have heat-conducting property, the cooling pipe 10 is used. The heat of the heating element 20 can be dissipated. As a result, the range of selection of the material forming the resin layer 30 is widened. Also, as described, for example, with reference to FIGS. 3 (b) and 3 (c), generally, a gap between the cooling pipe 10 and the heating element 20 is maintained in the cavities of the molds 210 and 220. It is preferable, but by using the spacer 50, the spacer 50 can be arranged between the cooling pipe 10 and the heating element 20 instead of this gap. When maintaining a gap between the cooling pipe 10 and the heating element 20, there may be a problem that a defective product may occur if the gap is not properly filled with the molten resin. However, by using the spacer 50, such a problem may occur. The occurrence of defective products can be suppressed.

図7は、本発明の第4の実施形態に係るインサート製品100を示している。図7(a)は、インサート製品100の平面図であり、図7(b)は、図7(a)に示したA−A線の断面構造を示しており、図7(b)は、図7(a)に示したB−B線の断面構造を示している。本実施形態においては、第1の実施形態からの変更点として、冷却パイプ10に、第1の断面形状部15と第2の断面形状部16とが形成されており、各断面形状部15,16において断面形状が異なるように構成されている。具体的には、第1の断面形状部15は、断面円形に形成されており、第2の断面形状部16は、断面四角形に形成されている。このように、冷却パイプ10は、全体に亘って断面形状が統一されている必要はなく、適宜断面形状を異ならせることができる。 FIG. 7 shows the insert product 100 according to the fourth embodiment of the present invention. 7 (a) is a plan view of the insert product 100, FIG. 7 (b) shows the cross-sectional structure of the line AA shown in FIG. 7 (a), and FIG. 7 (b) shows the cross-sectional structure. The cross-sectional structure of the BB line shown in FIG. 7A is shown. In the present embodiment, as a change from the first embodiment, the cooling pipe 10 is formed with the first cross-sectional shape portion 15 and the second cross-sectional shape portion 16, and each cross-sectional shape portion 15, 16 is configured so that the cross-sectional shape is different. Specifically, the first cross-sectional shape portion 15 is formed in a circular cross section, and the second cross-sectional shape portion 16 is formed in a quadrangular cross section. As described above, the cooling pipe 10 does not need to have a uniform cross-sectional shape as a whole, and the cross-sectional shape can be appropriately changed.

具体的に説明すると、本実施形態は、冷却パイプ10のうち、湾曲部位周辺と、両端部周辺(特に樹脂層30から延出した部分)において、断面円形の第1の断面形状部15が配置されている。他方で、各第1の断面形状部15の間の部位では、断面四角形の第2の断面形状部16が配置されている。特に、この第2の断面形状部16は、発熱体20上に配置されており、この発熱体20の近傍に配置されるか、あるいは発熱体20と密着して配置される。このように、発熱体20上に断面四角形の第2の断面形状部16を設けることで、発熱体20と冷却パイプ10の接触面積を増やすことができるため、冷却効率を高めることができる。 Specifically, in the present embodiment, in the cooling pipe 10, the first cross-sectional shape portion 15 having a circular cross section is arranged around the curved portion and around both ends (particularly, the portion extending from the resin layer 30). Has been done. On the other hand, in the portion between the first cross-sectional shape portions 15, the second cross-sectional shape portion 16 having a quadrangular cross-section is arranged. In particular, the second cross-sectional shape portion 16 is arranged on the heating element 20, and is arranged in the vicinity of the heating element 20 or in close contact with the heating element 20. As described above, by providing the second cross-sectional shape portion 16 having a quadrangular cross section on the heating element 20, the contact area between the heating element 20 and the cooling pipe 10 can be increased, so that the cooling efficiency can be improved.

なお、上記実施形態においては、主に冷却パイプ10と発熱体20とをインサート成形によって一体化して樹脂層30内に埋め込むことについて説明した。ただし、本発明においては、これらの冷却パイプ10や発熱体20に加えて、様々な半導体部品や、電子部品、締結具、その他機能性部品をインサート成形により樹脂層30内に埋め込むことができることは当然である。 In the above embodiment, it has been described that the cooling pipe 10 and the heating element 20 are mainly integrated by insert molding and embedded in the resin layer 30. However, in the present invention, in addition to these cooling pipes 10 and heating elements 20, various semiconductor parts, electronic parts, fasteners, and other functional parts can be embedded in the resin layer 30 by insert molding. Naturally.

以上、本願明細書では、本発明の内容を表現するために、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。 As described above, in the present specification, in order to express the content of the present invention, the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and includes modifications and improvements which are obvious to those skilled in the art based on the matters described in the present specification.

10…冷却パイプ 11…埋設部
12…延出部 13…凹部
14…絶縁膜 15…第1の断面形状部
16…第2の断面形状部 20…発熱体
21…埋設部 22…延出部
23…開口部 24…孔部
30…樹脂層 40…充填物
50…スペーサ 100…インサート製品
210…第1の金型 211…ゲート
220…第2の金型 230…キャップ
10 ... Cooling pipe 11 ... Embedded part 12 ... Extension part 13 ... Recess 14 ... Insulation film 15 ... First cross-sectional shape part 16 ... Second cross-sectional shape part 20 ... Heating element 21 ... Embedded part 22 ... Extension part 23 ... Opening 24 ... Hole 30 ... Resin layer 40 ... Filling 50 ... Spacer 100 ... Insert product 210 ... First mold 211 ... Gate 220 ... Second mold 230 ... Cap

Claims (4)

冷却パイプ内に充填物を充填する工程と、
前記充填物を充填した前記冷却パイプと発熱体とをインサート成形により一体化する工程を含み、
前記充填物は、セラミック製又は金属製の固形粒子を含む
インサート製品の製造方法。
The process of filling the cooling pipe with filling and
The step of integrating the cooling pipe filled with the filling and the heating element by insert molding is included.
The filling is a method for manufacturing an insert product containing solid particles made of ceramic or metal.
前記固形粒子には、球形状の固形粒子が含まれる
請求項に記載の製造方法。
The production method according to claim 1 , wherein the solid particles include spherical solid particles.
前記充填する工程後、前記一体化する工程の前に、前記冷却パイプに対して振動を与える工程を、さらに含む
請求項1又は請求項2に記載の製造方法。
The manufacturing method according to claim 1 or 2 , further comprising a step of applying vibration to the cooling pipe after the filling step and before the integrating step.
冷却パイプと、
発熱体と、
前記冷却パイプ及び前記発熱体とを一体的に結合する樹脂を有し、
前記冷却パイプの外壁面には複数の凹部が形成されており、
前記凹部内には前記樹脂が密着している
インサート製品。
With a cooling pipe
With a heating element,
Have a resin which integrally coupling the cooling pipes and the heating element,
A plurality of recesses are formed on the outer wall surface of the cooling pipe.
An insert product in which the resin is in close contact with the recess.
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